최근 몇 년 동안 "희토류 원소", "신에너지 자동차", "통합 개발"이라는 용어가 언론에 점점 더 자주 등장하고 있습니다. 그 이유는 무엇일까요? 이는 주로 환경 보호 및 에너지 절약 산업 발전에 대한 국가의 관심이 높아지고, 신에너지 자동차 분야에서 희토류 원소의 통합 및 개발 잠재력이 막대하기 때문입니다. 신에너지 자동차에서 희토류 원소의 네 가지 주요 응용 분야는 무엇입니까?
△ 희토류 영구자석 모터
I
희토류 영구자석 모터
희토류 영구자석 모터는 1970년대 초에 등장한 새로운 유형의 영구자석 모터입니다. 작동 원리는 전기 여자 동기 모터와 동일하지만, 여자 권선을 영구자석으로 대체하여 여자하는 방식입니다. 기존의 전기 여자 모터와 비교하여 희토류 영구자석 모터는 구조가 간단하고, 작동 신뢰성이 높으며, 크기가 작고 가벼우며, 손실이 적고, 효율이 높다는 큰 장점을 가지고 있습니다. 또한, 모터의 형태와 크기를 자유롭게 설계할 수 있어 신에너지 자동차 분야에서 높은 가치를 인정받고 있습니다. 자동차에 사용되는 희토류 영구자석 모터는 주로 배터리의 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 엔진 플라이휠을 회전시키고 시동을 겁니다.
II
희토류 전원 배터리
희토류 원소는 현재 주류를 이루는 리튬 배터리 전극 소재 제조에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 납산 배터리나 니켈수소 배터리의 양극 제조를 위한 원료로도 사용될 수 있습니다.
리튬 배터리: 희토류 원소를 첨가함으로써 재료의 구조적 안정성이 크게 보장되고, 리튬 이온의 능동적인 이동을 위한 3차원 채널도 일정 수준 확장됩니다. 이를 통해 제조된 리튬 이온 배터리는 더 높은 충전 안정성, 전기화학적 사이클 가역성, 그리고 더 긴 사이클 수명을 가질 수 있습니다.
납축전지: 국내 연구에 따르면 희토류 원소를 첨가하면 전극판 납 기반 합금의 인장 강도, 경도, 내식성 및 산소 발생 과전압을 개선하는 데 도움이 됩니다. 활성 성분에 희토류 원소를 첨가하면 양극 산소의 방출을 줄이고 양극 활물질의 활용률을 높여 배터리의 성능과 수명을 향상시킬 수 있습니다.
니켈-수소 전지: 니켈-수소 전지는 높은 비용량, 높은 전류, 우수한 충방전 성능, 그리고 무공해라는 장점을 가지고 있어 "친환경 전지"로 불리며 자동차, 전자 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 니켈-수소 전지의 우수한 고속 방전 특성을 유지하면서 수명 저하를 방지하기 위해, 일본 특허 JP2004127549는 희토류 마그네슘 니켈 기반 수소 저장 합금으로 전지 양극을 구성할 수 있다고 소개합니다.
△ 신에너지 자동차
3세
3원 촉매 변환기의 촉매
잘 알려진 바와 같이, 모든 신에너지 차량이 무공해를 달성할 수 있는 것은 아닙니다. 하이브리드 전기차나 프로그래밍 가능 전기차와 같은 차량은 운행 중 일정량의 유해 물질을 배출합니다. 자동차 배기가스 배출량을 줄이기 위해 일부 차량은 출고 시 삼원 촉매 변환기를 장착해야 합니다. 고온의 자동차 배기가스가 통과할 때, 삼원 촉매 변환기는 내장된 정화제를 통해 CO, HC, NOx의 활성을 높여 산화환원반응을 완료하고 무해한 가스를 생성하여 환경 보호에 기여합니다.
3원 촉매의 주요 성분은 희토류 원소로, 물질 저장, 주요 촉매 대체, 촉매 보조제 역할에 핵심적인 역할을 합니다. 테일가스 정제 촉매에 사용되는 희토류는 주로 산화세륨, 산화프라세오디뮴, 산화란탄의 혼합물이며, 이는 중국에 희토류 광물이 풍부하게 매장되어 있습니다.
IV
산소 센서의 세라믹 소재
희토류 원소는 독특한 전자 구조로 인해 고유한 산소 저장 기능을 가지고 있으며, 전자식 연료 분사 시스템의 산소 센서용 세라믹 소재 제조에 자주 사용되어 촉매 성능을 향상시킵니다. 전자식 연료 분사 시스템은 기화기가 없는 가솔린 엔진에 채택된 첨단 연료 분사 장치로, 주로 공기 시스템, 연료 시스템, 제어 시스템의 세 가지 주요 부분으로 구성됩니다.
이 외에도 희토류 원소는 기어, 타이어, 차체 강판 등 부품 분야에서도 광범위하게 활용되고 있습니다. 희토류 원소는 신에너지 자동차 분야에서 필수적인 원소라고 할 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 7월 14일